Udviklingsbehandlingsanordninger, typer, eksempler

1590
Simon Doyle

Det behandlingsenheder computer er enheder, der spiller en vigtig rolle i en computers proceshandlinger. De bruges til at behandle data i henhold til instruktionerne i et program.

Behandling er computerens vigtigste funktion, for i denne fase udføres transformation af data til nyttig information ved hjælp af mange computerbehandlingsenheder..

Kilde: Pixabay.com

Behandlingsindretningernes hovedfunktion er at have ansvaret for at indhente veltalende information fra de data, der transformeres ved hjælp af flere af disse enheder..

Audio- og videobehandling består i at rengøre dataene på en sådan måde, at de er mere behagelige for øret og for øjnene, hvilket gør det mere realistisk.

Derfor kan det ses bedre med nogle grafikkort end andre, fordi grafikkortet behandler dataene for at forbedre realismen. Det samme sker med lydkort og lydkvalitet.

Artikelindeks

  • 1 processor
  • 2 Evolution fra første til nutid
    • 2.1 Indledende fase
    • 2.2 Relæer og vakuumrør
    • 2.3 Transistorer
    • 2.4 Integrerede kredsløb
    • 2.5 Mikroprocessor
  • 3 typer
    • 3.1 Multi-core processorenheder
    • 3.2 Mobile behandlingsenheder
    • 3.3 Grafikbehandlingsenhed (GPU)
  • 4 eksempler
    • 4.1 - Central behandlingsenhed (CPU)
    • 4.2 - Bundkort
    • 4.3 - Chip
    • 4.4 - Ur
    • 4.5 - Udvidelsesslot
    • 4.6 - Databus
    • 4.7 - Kontrolbus
    • 4.8 - Grafikkort
    • 4.9 - Grafikbehandlingsenhed (GPU)
    • 4.10 - Netværksinterfacekort (NIC)
    • 4.11 - Trådløst netværkskort
    • 4.12 - Lydkort
    • 4.13 - Masselagercontroller
  • 5 Referencer

Processor

Hver gang information når en computer fra en inputenhed, f.eks. Tastaturet, skal denne information bevæge sig en mellemvej, før den kan allokeres til en outputenhed, såsom monitoren..

En behandlingsenhed er en hvilken som helst enhed eller instrument i computeren, der er ansvarlig for styring af denne mellemliggende sti. De betjener funktioner, udfører forskellige beregninger og styrer også andre hardwareenheder.

Behandlingsenheder konverterer mellem forskellige typer data samt manipulerer og udfører opgaver med dataene.

Normalt svarer udtrykket CPU til en processor og mere specifikt dens beregningsenhed og styreenhed, således at der skelnes mellem disse elementer fra eksterne komponenter på computeren, såsom hovedhukommelse og input / output kredsløb..

Processoren arbejder i tæt koordinering med hovedhukommelsen og perifere lagerenheder.

Der kan være andre systemer og perifere enheder, der hjælper med at indsamle, gemme og formidle dataene, men behandlingsopgaverne er unikke for processoren..

Evolution fra første til nutid

Indledende fase

Tidlige computere, ligesom ENIAC, måtte forbindes fysisk hver gang en anden opgave blev udført.

I 1945 distribuerede matematikeren von Neumann en skitse til en gemt programcomputer, kaldet EDVAC, som endelig skulle afsluttes i 1949..

De første enheder, der korrekt kunne kaldes CPU'er, kom med ankomsten af ​​denne computer med et gemt program.

Programmerne oprettet til EDVAC blev gemt i computerens hovedhukommelse snarere end at skulle etableres via computerens ledninger.

Derfor kunne det program, som EDVAC kørte, byttes med en simpel ændring i hukommelsesindholdet.

De første CPU'er var unikke designs, der blev brugt inden for en bestemt computer. Derefter gjorde denne metode til individuel design af CPU'er til en bestemt applikation det muligt at udvikle multitasking-processorer i stort antal..

Relæer og vakuumrør

De blev ofte brugt som omskifterenheder. En computer havde brug for tusindvis af disse enheder. Rørcomputere som EDVAC styrtede i gennemsnit hver ottende time.

I sidste ende blev rørbaserede CPU'er uundværlige, fordi fordelene ved at have mærkbar hastighed opvejer deres pålidelighedsproblem..

Disse tidlige synkrone CPU'er kørte med en lav klokkehastighed sammenlignet med nuværende mikroelektroniske designs, hovedsageligt på grund af den langsomme hastighed på de skifteelementer, der blev brugt til deres fremstilling..

Transistorer

I løbet af 1950'erne og 1960'erne skulle CPU'er ikke længere bygges på basis af skiftende enheder, der var så store og svigtende som sprøde, såsom relæer og vakuumrør..

Da forskellige teknologier gjorde det muligt at fremstille mindre og mere pålidelige elektroniske enheder, steg kompleksiteten i CPU-design også. Den første forbedring af denne type blev opnået med fremkomsten af ​​transistoren.

Med dette fremskridt var det muligt at gøre CPU'er med større kompleksitet, og det mislykkedes meget mindre i et eller flere kredsløb. Computere, der var baseret på transistorer, tilbød en række forbedringer i forhold til tidligere.

Ud over at tilbyde lavere strømforbrug og være meget mere pålidelige, gjorde transistorer det muligt for processorer at arbejde hurtigere takket være den lave skiftetid, som en transistor havde sammenlignet med et vakuumrør.

Integrerede kredsløb

MOS-transistoren blev opfundet af Bell Labs i 1959. Den har høj skalerbarhed ud over at bruge meget mindre elektricitet og være meget mere kondenseret end bipolære krydsetransistorer. Dette gjorde det muligt at bygge integrerede kredsløb med høj densitet.

Således blev der udviklet en metode til at fremstille mange sammenkoblede transistorer i et kompakt område. Det integrerede kredsløb gjorde det muligt at fremstille et stort antal transistorer i en enkelt form eller "chip" baseret på halvledere..

Standardiseringen begyndte i fase af transistormakrocomputere og minicomputere og accelererede dramatisk med den udbredte diffusion af det integrerede kredsløb, hvilket gør det muligt at designe og producere stadig mere komplekse CPU'er..

Efterhånden som mikroelektronik-teknologien skred frem, kunne flere transistorer placeres i integrerede kredsløb, hvilket reducerer antallet af integrerede kredsløb, der kræves for at færdiggøre en CPU..

Integrerede kredsløb øgede antallet af transistorer til hundreder og senere til tusinder. I 1968 var antallet af IC'er, der var nødvendige for at opbygge en komplet CPU, blevet reduceret til 24, der hver indeholdt ca. 1.000 MOS-transistorer..

Mikroprocessor

Før fremkomsten af ​​nutidens mikroprocessor brugte computere flere stadig mindre integrerede kredsløb, der var spredt over printkortet..

CPU'en, som den er kendt i dag, blev først udviklet i 1971 af Intel til at arbejde inden for rammerne af pc'er..

Denne første mikroprocessor var 4-bit processor kaldet Intel 4004. Den er efterfølgende erstattet af nyere designs med 8-bit, 16-bit, 32-bit og 64-bit arkitekturer..

Mikroprocessoren er en integreret kredsløbschip lavet af silicium-halvledermateriale med millioner af elektriske komponenter i sit rum..

Det blev til sidst den centrale processor til fjerde generation af computere i 1980'erne og senere årtier..

Moderne mikroprocessorer vises i elektroniske enheder lige fra biler til mobiltelefoner og endda i legetøj.

Typer

Tidligere brugte computerprocessorer numre som deres identifikation og hjalp dermed med at identificere de hurtigste processorer. For eksempel var Intel 80386 (386) -processoren hurtigere end 80286 (286) -processoren.

Efter Intel Pentium-processoren kom på markedet, som logisk set skulle have været kaldt 80586, begyndte de andre processorer at bære navne som Celeron og Athlon.

I øjeblikket er der bortset fra de forskellige navne på processorer forskellige kapaciteter, hastigheder og arkitekturer (32-bit og 64-bit).

Multi-core processorenheder

På trods af voksende begrænsninger i chipstørrelse fortsætter ønsket om at producere mere strøm fra de nye processorer motiverende til producenterne..

En af disse innovationer var introduktionen af ​​multi-core processor, en enkelt mikroprocessor-chip, der er i stand til at have en multi-core processor. I 2005 udgav Intel og AMD prototype-chips med multi-core design.

Intels Pentium D var en dual-core processor, der blev sammenlignet med AMDs dual-core Athlon X2-processor, en chip beregnet til avancerede servere..

Dette var dog kun begyndelsen på de revolutionerende tendenser inden for mikroprocessorchips. I de følgende år udviklede multicore processorer sig fra dual-core chips, såsom Intel Core 2 Duo, til ti-core chips, såsom Intel Xion E7-2850..

Generelt tilbyder multicore-processorer mere end det grundlæggende i en single-core processor og er i stand til multitasking og multiprocessing, selv inden for individuelle applikationer..

Mobile behandlingsenheder

Mens de traditionelle mikroprocessorer i både personlige computere og supercomputere har gennemgået en monumental udvikling, ekspanderer den mobile computerindustri hurtigt og står over for sine egne udfordringer..

Mikroprocessorproducenter integrerer alle mulige funktioner for at forbedre den individuelle oplevelse.

Balancen mellem at have en hurtigere hastighed og at kontrollere varmen forbliver en hovedpine, for ikke at nævne virkningen på disse hurtigere processors mobile batterier..

Grafikbehandlingsenhed (GPU)

Grafikprocessoren producerer også matematiske beregninger, kun denne gang med en præference for billeder, videoer og andre typer grafik.

Disse opgaver blev tidligere håndteret af mikroprocessoren, men da grafikintensive CAD-applikationer blev almindelige, opstod der et behov for dedikeret behandlingshardware, der var i stand til at håndtere sådanne opgaver uden at påvirke computerens samlede ydelse..

Den typiske GPU findes i tre forskellige former. Normalt er det tilsluttet separat til bundkortet. Det er integreret med CPU'en, eller det kommer som en separat tilføjelseschip på bundkortet. GPU'en er tilgængelig til stationære, bærbare computere og også mobile computere.

Intel og Nvidia er de førende grafikchipsæt på markedet, hvor sidstnævnte er det foretrukne valg til hovedgrafikbehandling..

Eksempler

- Central Processing Unit (CPU)

Den vigtigste behandlingsenhed i computersystemet. Også kaldet en mikroprocessor.

Det er en intern chip på computeren, der behandler alle de operationer, den modtager fra de enheder og applikationer, der kører på computeren..

Intel 8080

Indført i 1974 havde den en 8-bit arkitektur, 6.000 transistorer, 2MHz hastighed, adgang til 64Kb hukommelse og 10 gange ydelsen på 8008..

Intel 8086

Introduceret i 1978. Den brugte en 16-bit arkitektur. Den havde 29.000 transistorer, der kørte med hastigheder mellem 5MHz og 10MHz. Kunne få adgang til 1 megabyte hukommelse.

Intel 80286

Den blev lanceret i 1982. Den havde 134.000 transistorer, der fungerede ved urhastigheder på 4MHz til 12MHz. Første processor kompatibel med tidligere processorer.

Pentium

Introduceret af Intel i 1993. De kan bruges med hastigheder fra 60MHz til 300MHz. Da den blev frigivet, havde den næsten to millioner flere transistorer end 80486DX-processoren med en 64-bit databus..

Core Duo

Intels første dual-core processor udviklet til mobile computere, introduceret i 2006. Det var også den første Intel-processor, der blev brugt i Apple-computere..

Intel Core i7

Det er en række CPU'er, der spænder over 8 generationer af Intel-chips. Den har 4 eller 6 kerner med hastigheder mellem 2,6 og 3,7 GHz. Den blev introduceret i 2008.

- Bundkort

Også udpeget bundkort. Det er det største kort inde i computeren. Huser CPU, hukommelse, busser og alle andre elementer.

Tildel strøm og giver en kommunikationsvej for alle hardwareelementer til at kommunikere med hinanden.

- Chip

Gruppe af integrerede kredsløb, der arbejder sammen, vedligeholder og styrer hele computersystemet. Styrer således strømmen af ​​data gennem hele systemet.

- Ur

Det bruges til at holde trit med alle computerens beregninger. Forstærker, at alle kredsløb i computeren kan arbejde sammen samtidigt.

- Udvidelsesåbning

Stik på bundkortet. Det bruges til at forbinde et udvidelseskort, hvilket giver komplementære funktioner til en computer, såsom video, lyd, lagring osv..

- Databus

Sæt med kabler, som CPU'en bruger til at overføre information mellem alle elementerne i et computersystem.

- Adressebus

Sæt med ledende kabler, der kun bærer adresser. Information strømmer fra mikroprocessoren til hukommelsen eller til input / output-enheder.

- Kontrolbus

Den bærer signalerne, der informerer status for de forskellige enheder. Normalt har kontrolbussen kun en adresse.

- Grafikkort

Udvidelseskort, der går ind på bundkortet på en computer. Det beskæftiger sig med billed- og videobehandling. Bruges til at oprette et billede på en skærm.

- Grafikbehandlingsenhed (GPU)

Elektronisk kredsløb, der er dedikeret til at styre hukommelse for at fremskynde oprettelsen af ​​billeder, der er beregnet til at blive udsendt på en displayenhed.

Forskellen mellem en GPU og et grafikkort svarer til forskellen mellem en CPU og et bundkort.

- Netværksinterfacekort (NIC)

Udvidelseskort, der bruges til at oprette forbindelse til ethvert netværk eller endda internettet ved hjælp af et kabel med et RJ-45-stik.

Disse kort kan kommunikere med hinanden via en netværksafbryder, eller hvis de er direkte forbundet.

- Trådløst kort

Næsten alle moderne computere har en grænseflade til at oprette forbindelse til et trådløst netværk (Wi-Fi), som er indbygget direkte i bundkortet..

- Lyd kort

Udvidelseskort, der bruges til at gengive enhver form for lyd på en computer, som kan høres gennem højttalere.

Inkluderet i computeren, enten i et udvidelsesstik eller integreret i bundkortet.

- Masselagercontroller

Det håndterer lagring og hentning af data, der er permanent gemt på en harddisk eller lignende enhed. Det har sin egen specialiserede CPU til at udføre disse operationer.

Referencer

  1. Computer Hope (2018). Behandlingsenhed. Hentet fra: computerhope.com.
  2. Am7s (2019). Hvad er computerbehandlingsenheder? Hentet fra: am7s.com.
  3. Solomon (2018). Typer af computerhardware - behandlingsenheder. Zig Link IT. Hentet fra: ziglinkit.com.
  4. Hub Pages (2019). Enheder til databehandling. Hentet fra: hubpages.com.
  5. Wikipedia, den gratis encyklopædi (2019). Centralenhed. Hentet fra: en.wikipedia.org.
  6. Computer Hope (2019). CPU. Hentet fra: computerhope.com.
  7. Margaret Rouse (2019). Processor (CPU). Techtarget. Hentet fra: whatis.techtarget.com.

Endnu ingen kommentarer